Фильтровальная бумага Советский патент 1981 года по МПК D21H5/00 

Изобретение относится к целлюлознобумажной щэомышленности и может быть использова1 о при производстве нетканных и фильтрующих материалов сухим dnoсобом, для фильтрации смазочно-охлажда ющих жидкостей в процессах металлообра ботки и для других целей. Известен фильтровальный материал 1 состоящий из двух слоев, содержащих вискозные волокна и связующее, при следующем соотнощении компонентов в слоях %: Вискозное волокно60-90 Связующее10-40 с неравномерностью распределения волокон в первом слое - 15-25%, а во вто ром - 38-50% при соотнощении толщины слоев О.7:1,5-1;1, причем в обоих слоях волокна расположены хаотически. Данный материал обеспечивает различный характер распределения пор по размерам в сяоях, что повыщает его фильтрующие свойства. Недостатком фильтрующего материала является ограниченная тонкость фильтрации, которая может быть повыщена только чрезмерным увеличением его массы квадратического метра, что ведет к дополнительным затратам волокна и свяаующего полимера. Кроме того, при этом происходит недопустимое возрастание толщины материала и возникают затруднения 1фи переработке его на фильтры, например невозможность образовывать складки при изготовлении фильтрующих щтор. При болылей неоднородности фильтрующего слоя, помимо создания определенных условий фильтрации, возможно получение этого слоя с больщей производительностью бумагоделательной мащины. Однако, когда оба слоя двухслойного материала имеют хаотическое расположение волокон, указанная возможность не может быть реализована, так как слой обыч но формируют на одной бумагоделательной мащине в при равных значениях массы квадратного метра фшшгрматериала общая производительность определяется производительностью получения более одиородного слоя тошсой фильтрации, . и, следрвательно, она сильно ограничивается. Известен также фильтровальный нетканный материал, который для расширения его тех1 рлогических возможностеЙ выполнен трехслойным, причем наружные слои тшсого материала выполнены из волокнистого холста с ориентированно расположенными волокнами, а внутренний слой содерХит хаотически расположенные волокна и его толщина соответствует суммарной толщине равновеликих слоев, т.е. она составляет 200240 мкм 2. Недостатком указанного нетканного . материала является отсутствие предвари .тельной грубой фильтрации {предфильтрации) на крупнопористом слое, тшс как он заключен между двумя мелкопористымй слоями, состоящими из ориентированно расположенных волокон. Фильтры ;из такого трехслойного материала имеют невысокую грязеемкость (быстро забиваются) и мрлую фильтрующую спос ность - высокое сопротивление току жид кости. Из-за низкой пропускной способности этот фильтрматериал не может быть использован для фильтрации смазочно-охлаждающих жидкостей в- металло обработке. Цель изобретения - улучшение пропускной способности при одновременном повышении тонкости фильтрация бумаги. Поставленная цель достигается тем, что фильтровальная бумага, состоящая из волокнистых слоев с хаотическим и ориентированным расположением волокон содержащих целлюлозное волокно и связующее, состоит из двух слоев, из которы наружный слой содержит хаотически расположенные волокна, с неравномерностью их распределения 30-60% а внутренний слой - ориентировшлсые волокна, при соотношении толщин волокнис тых слоев, соответственно равном 2,5: :1-3;1, и следующем содержаний компонен Ьв в слоях, масс. %: Целлюлозное волокно 65-85 Связующее15-35 ,, В качестве целлюлозных волокон используются вискозные или хлопковые волокна. Получаемая таким образом двухслойШЯ фильтровальная бумага с различным характером пор в слоях по размерам и 9 конфигурации имеет повышенную фильтрующую и пропускную способность. Сочетание слоя из волокон преимущественно продольной ориентации и слоя с хаотическим располол ением волокон повышает производительность бумагоделательных машин, так как слой из ориентированных волокон обычно получают на скорости, по меньшей мере в Д раза высокой, чем слой из волокон хаотического расположения при том же минимальном размере пор. Чрезмерное повышение неоднородности распределения волокон приводит к образованию структуры с недопустимо увеличенными порами. Такая опасность устраняется, если использовать болеекороткие волокна, чем обычно применяемые в технологии (30-45 мм). Применение более коротких волокон, хлопковых или вискозных, длиной 1О-15ММ повышает скорость формирования слоя с хаотическим их расположением. Получение двухслойной фильтровальной .бумаги осуществляется следующим образом. В подготовительном отделе бумагоделательной машины сухого формования (БДМ), на чесальных машинах, получают ориентированный волокнистый слой из хлопковых или вискозных волокон длиной 35-4О мм (внутренний слой, или тонкой фильтрации). Одновременно путем диспергирования волокон в газовом потоке с последующим распределением . их на сетке-получают слой их тех же волокон длиной 10-15 мм (внешний слой, или слой пред фильтрации). При этом путем регулирования скорости вращения зубчатого барабана (который разделяет волокна перед подачей последних в газовый поток) и расхода воздуха в этом потоке, получа ют наружный слой с неравномерностью распределения массы волокон в пределах 30-60%. На этой же сетке производят совмещение обоих слоев и последующую пропитку сухого двухслойного волокнистого полотна дисперсий проклеивающего состава (например дисперсия поливинилацетата - ПВА, раствор поливинилового спирта - ПВС и др.) для скрепления волокон между собой (возможны и другие варианты введения адгезивов в.слой воложон). Далее полотно поступает в прессовую часть БДМ, состоящую из 1-3-х вальцовых прессов с сукном, где гфоисходит более равномерноераспределение связующего вещества и отжим его избытка из полотна, а также повышение компактности материала в одном из направлений. В течение последующей сушк происходит удаление дисперсной среды, внесенной в полотно при пропитке связую щим веществом, сопровождающееся сшивкой его макромолекул, поликонденсацией, адгезио1шыми процессами. Полученный материал, после наматывания в рулоны на БДМ подвергают при необходимости специальной отделке. Пример. Изготавливают фильтровальную двухслойную бумагу, имеющую неравномерность распределения волокон в наружном слое 31% и внутренний слой из ориентированных (по. ходу бумажного полотна) волокон. Соотношение толщин наружного и внутреннего слоев 2,5:1. Образец изготавливают на лабораторной БДМ марки. ЛДБ-Р. Из хлопковых волокон длиной 10-15 мм посредством аэродинамического формования (осаждение волокон на бесконечной сетке из газового потока) изготавливают слой с хаотическим расположецием волокон (наружный слой двухслойно фильтровальной бумаги). Сдой из хлопковых волокон длиной 35-40 мм, с орие тированным их расположением берут с пpoмышлeшioй БДМ cyxoi o формования марки 06-01. Дублирование (совмещени соединение) двух слоев с одновременным введением связующего в волокнистое полотно проводят на ЛДБ-Р. Масса квадратного метра наружного слоя - 9 г, а внутреннего - 2,5 г. Дал двухслойное волокнистое полотно пропиты вают дисперсией ПВА- с добавками и после прессовгшия и сушки получают материал, содержащий % ПВА 2,5, аминоа .дегидная смола 4 и хлористый аммоний 0,5, хлопковое волокно 70,5. Таким образом, соотношение компонен тов в слоях составляет, %: Хлопковое волокно70,5 .Связующие вещества29,5 Соотношение толщин волокнистых слоев 2,5:1 определяется на толщиномере типа ТЛЕ. Неравномерность распределени массы волокон в наружном слое фильтровальной бумаги разная, определяется оптическим методом при помощи светового луча 0,5X0,5 мм. При измерении плотности расположения волокон в листовом материале ме1шется (из-за изменения оптической плотности) интенсивность светового потока, проходящего пер пендикул1фно сквозь лист фильтрматериала и фиксирующегося фотоэлементом. Изменения интенсивности светового потока вызываЕот соответствующие колебания величины фототока, возникающего в фотоэлемё 1те. Регистрирующее устройство позволяет вычислять коэффициент вариации изменений световых потоков, что и характеризует неравномерность распределения массы волокон в бумажном листе. П р и м е р 2. Аналогично примеру 1 изготавливают фильтрующий материал, имеющий неравномерность наружного слоя - 50% и внутрешшй слой из ориентированных волокон соотнощение толщин наружного и внутреннего слоев 2,8-1, массу квадратного м.етра наружного слоя (по волокну) - 9 г, а внутрешшго 24 г. Готовая .бумага содержит 24% ПБА, 4,5% аминоальдегидиой смолы и 0,5% хлористого аммония при массе квадратного метра, равной 46 г. Таким образом, соотношение компонентов в слоях составляет)%: Хлопковое волокно ,71 Связующие вещества29 П р и м е р 3. Аналогично примеру 1 изготавливают материал, имеющий распределение волокон в наружном слое 6О%, а внутрешшй слой из ориентировочных волокон. Соотношение толш1ш наружного и внутреннего слоев 3:1, масса квадратного метра нарулшого слоя высокая - 8 г, а внутреннего - 24 г. Кроме волокна, материал содержит 25% ПВА, 4% амипоальдегвдной смолы и ; 0,5% хлористого аммония при массе квадратного метра готового материала 46 г. Таким образом, соотнощение компонентов в слоях составляет, %; Хлопковое волокно70,5 , Связующие вещества29,5 П р и м е р 4. Аналогично примеру 1, изготавливают фильтрующую бумагу из вискозных волокон, имеющую неравномерность .наружного слоя 30%,а соотношение толщин наружного и внутреннего елоев 2,5:1, массу квадратного метра этих слоев соответственно 23,6 и 9,5 г. Готовая бумага содержит 2О% ПВА, 3,5% амин-оальдегидной смолы и О,4% хлористого аммония, при массе квадратного метра бумаги 44 г. Таким образом, соотнощение компонентов в слоях составляет %: Вискозное волокно76 Связующие вещества24 П р и м е р 5. Аналогично примеру 1 изготавливают из вискозных волокон ильтровальнуй бумагу с неравномерностью наружного слоя 60% и соотношением толщины наружного и внутреннего слоев 3:1 при.массе 1шадратного метра этих слоев ,по волокну соответственно 23,4 и 7,8г. Готовая бумага содержит 30% ПВА, 4,5% аминоальдегидной смолы к 0,S% нашатыря при массе квадрат- ного метра бумаги 48 г.

Таким образом, соотношение компонентов в слоях составляет, %: Вискозное волокно65

Связующие вещества35

Примере. Аналогично примеру 1, изготавливают фильтровальную двухслойную бумагу из вискозных волокон, имеющую неравномерность наружного сло

45%, а соотношение толщин наружного и внутреннего слоев 2,75:1 при массе квадратного метра этих слоев соответственно 28 и 1О г. Готовая бумага содержит 13% ПВА, 2,5 аминоальдегидной смолы и О,3% хлористого аммония при массе квадратного метра бумаги 45 г. Таким образом, соотношение компонентов в бумажном листе сост вляот 4f tJT /О.

Вискозное волокно84

Связующие вещества 16

В таблице приведены физико-механические свойства предлагаемой и известной композиций.

ТолщиМассаной1 мЯг

груз, на, мкм кгс

Предлагаемый образец1

2 3 4 5

6

Известный

1,5

Из приведеш1ых в таблице данных следует, что предлагаемая фильтровальная бумага обладает такой же механической прочностью, что и известная, но йМеЪт высокие фильтрационные свойства. Тонкость фильтрации ее составляет 10- 15 мкм против 20 мкм у известной, а удельная пропускная способность 1200-. 15ОО против 1OQO ч. Таким образом, использование предлагаемой фильтровальной бумаги улучшает качество и повышает скорость фильтрации СОЖ при металлообработке, .формула изобретен и я

Филнгровальная бумага, состоящая из волокнистых слоев с хаотическим и ори1,7

1000

20

ентированным расположением волокон, содержащих целлюлозное волокно и связующее, о тли лающ а яс я тем, что, с целью улучшения пропускной способности при одновременном повышении тонкости фипьтрадии бумаги, она состоит из двух слоев, из которых наружный слой содержит хаотически расположенные волокна с неравномерностью их распределения 30-J60%, а внутренний слой - ориентированные волокна, при соотношении толщин волокнистых опоев, соответственно равном 2, и следующем содержании компонентов в слоях, масс.%:

. 983429910

Целлюлозное волокно65-851. Авторское свидетельство СССР

Связующее15-35№ 654718, кл. D 21 Н 5/00, 1876.

Источники информации,Ms 534535, кл. D О4 Н 1/70, 1975

принятые во внимание при экспергиаеs (прототип).

2. Авторское свидетельство СССР